家用型屋顶光伏系统的研究

【摘要】：随着能源的紧缺,人们对新能源的需求越来越迫切。因此获取新能源是当今研究的重点领域之一。本文以获取新能源为出发点,设计了一种可用与满足家庭能源需求的光伏发电系统。首先根据对太阳能电池的分析,得到了太阳能电池功率输出的不恒定性。分析了最大功率跟踪的原理,选择了Boost电路作为主电路。对比了功率回授法、恒电压法、电导增量法、扰动观察法,最终选择了扰动观察法控制策略,实现了仿真。其次,本文根据光效与节能的要求选择了LED作为家庭的照明光源。根据光源的驱动要求,设计了DC/DC斩波电路。斩波电路以MPPT电路的电压输出为输入,实现了输出电压为12V的直流输出。然后,本文根据并网的要求,对比了电压控制法与电流控制法,选择了控制效果更好的电流控制法。在控制策略上选择了电压电流双环控制策略实现了逆变并网。在太阳能电池不发电时,为了保证LED照明的电能供应,从公共电网取电源输入,设计了一路输出为直流12V的整流电路。 【关键词】：太阳能 MPPT 逆变并网 DC/DC LED 整流电路
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615;TU18
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 绪论7-13
• 1.1 课题的研究背景及意义7-9
• 1.2 国内外太阳能发电的研究现状9-12
• 1.3 本文主要研究内容及工作12-13
• 第2章 家用型屋顶光伏系统的组成部分基本介绍13-22
• 2.1 系统的基本组成13
• 2.2 太阳能电池原理及分析13-18
• 2.2.1 光伏电池的模型14-15
• 2.2.2 光伏电池的仿真与特性15-18
• 2.3 LED灯的驱动电路18-19
• 2.4 控制芯片TMS320F2812的简要介绍19-21
• 2.5 本章总结21-22
• 第3章 DC/DC电路的设计22-42
• 3.1 最大功率点跟踪的原理22-23
• 3.2 常用的最大功率跟踪电路分析23-25
• 3.2.1 升压斩波电路（Boost Chopper）23-24
• 3.2.2 降压斩波电路（Buck Chopper）24
• 3.2.3 升降压斩波电路（Cuk Chopper）24-25
• 3.3 上述电路的仿真分析25-29
• 3.3.1 升压斩波电路（Boost Chopper）仿真分析26-27
• 3.3.2 降压斩波电路（Buck Chopper）仿真分析27
• 3.3.3 升降压斩波电路（Cuk Chopper）仿真分析27-28
• 3.3.4 最大功率跟踪电路的对比分析与选择28-29
• 3.4 升压斩波电路(Boost Chopper)实现最大功率跟踪的原理与意义29-36
• 3.4.1 最大功率跟踪的原理29-30
• 3.4.2 最大功率点跟踪的意义30-31
• 3.4.3 最大功率跟踪的控制方法的比较与选择31-34
• 3.4.4 扰动观测法控制策略实现MPPT的仿真34-36
• 3.5 直流输出电路的设计36-41
• 3.5.1 直流输出电路的拓扑结构37
• 3.5.2 DC/DC电路的调制模式37-39
• 3.5.3 DC/DC电路的电压与电流控制39
• 3.5.4 在MATLAB中PWM调制电流控制的仿真39-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第4章 逆变电路的设计42-54
• 4.1 并网逆变器的分类42-44
• 4.2 并网逆变主电路的分析44-45
• 4.3 逆变器控制策略的研究45-52
• 4.3.1 锁相环控制45-47
• 4.3.2 并网逆变器控制目标47
• 4.3.3 电流型并网控制方案对比与选择47-52
• 4.4 在电压电流双环控制策略下的仿真52-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第5章 整流电路的设计54-58
• 5.1 常见相控整流电路的原理及其拓扑结构54-55
• 5.2 斩控整流电路55-57
• 5.2.1 斩控整流电路的结构与分析55-56
• 5.2.2 斩控整流电路在MATLAB中的仿真56-57
• 5.3 本章小结57-58
• 第6章 展望与总结58-60
• 6.1 总结58
• 6.2 展望58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64
• 攻读学位期间的研究成果64

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